(57)【要約】【課題】ランプバルブ２を備え、該ランプバルブ２内に、供給開口３０を通して照明手段１２及び電源配線１４，１６；２２，３４が挿入されるようになっているランプを製造するための方法を改良して、ランプバルブ２の円頂部の領域に残存する軸方向の突起部（先端チップ）を省いて、滑らかな円頂部を形成する。【解決手段】一方側が閉鎖されたランプバルブ２の充填を、圧着成形を実施する前に、照明手段を挿入するための供給開口３０を通して実施する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプバルブ（２）を備え、該ランプバルブ（２）内に、供給開口（３０）を通して照明手段（１２）及び電源配線（１４，１６；２２，３４）が挿入されるようになっているランプを製造するための方法において、
圧着成形を実施する前に、供給開口（３０）を通してランプバルブ（２）の充填を実施することを特徴とする、ランプを製造するための方法。
【請求項２】
ランプバルブ（２）の前記充填及び圧着成形を圧力容器（３８）内で実施する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ランプバルブ（２）の充填を、管（４２）を介して実施するか、又は圧力容器（３８）を満たすことによって実施する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
圧着領域を、高エネルギー放射線有利にはレーザー光線によって変形温度に加熱する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
レーザー（４６）を圧力容器（３８）の外側に配置し、レーザー光線をレーザー窓（５４）を介して容器内部に侵入させる、請求項４記載の方法。
【請求項６】
レーザー光線を両側からランプ（１）の圧着領域に向けて放射する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
レーザー光線を、圧着領域に相当するビームプロフィールに照射する、請求項４から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
供給エネルギーを、供給開口（３０）に向かって、及びランプバルブ（２）のための緊締箇所に向かって次第に強くする、請求項７記載の方法。
【請求項９】
レーザー出力を所定の照射時間後に低下させる、請求項４から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
照射時間を２〜２０秒とし、レーザー出力を３００〜２５００ワットとする、請求項４から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
加熱時に発生する石英蒸気若しくはＳｉＯ２蒸気を吸い込むようにする、請求項４から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
ランプ（１）を加熱中に回転させる、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法を実施するための装置において、
ランプバルブ（２）のためのホルダと、該ランプバルブ（２）内に挿入された照明手段（１２）と、供給及び吸込み装置（４０，４４）とが設けられており、該供給及び吸込み装置（４０，４４）を介して、ランプバルブ（２）に設けられた、照明手段（１２）のための供給開口（３０）を通して不活性ガス及び／又は封入ガスが供給可能若しくは吸込み可能であって、ランプバルブ（２）の圧着領域を加熱するためのレーザー（４６）が設けられていて、さらに、前記供給開口（３０）の領域内で気密な圧着（８）を形成するための圧着装置（６０，６２）が設けられていることを特徴とする、ランプを製造するための装置。
【請求項１４】
ランプバルブ（２）とホルダ（５６，５８）と圧着装置（６０，６２）とが、閉じたスペース、有利には圧力容器（３８）内に配置されており、該スペースが少なくとも１つのレーザー窓（５４）を有している、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
ホルダ（５６，５８）が回転可能に支承されている、請求項１３又は１４記載の装置。
【請求項１６】
請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法に従って製造されたランプにおいて、
ランプバルブ（２）の、ピン（２２，２４）とは反対側の円頂部（４）がフラットに構成されていることを特徴とする、ランプ。
【請求項１７】
ランプバルブの一方側の面に施された反射層（３６）を備えた反射型ランプである、請求項１６記載のランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプバルブを備え、該ランプバルブ内に、供給開口を通して照明手段及び電源配線が挿入されるようになっているランプ、特に一方側が圧着された白熱ランプを製造するための方法、この方法を実施するための装置、並びにこの方法に従って製造されたランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような例えばドイツ連邦共和国特許公開第１９６２３４９９号明細書により公知の方法は、例えばハロゲン白熱ランプを製造するために用いられる。しかしながら原則的にこの公知の方法に従って、別の構造のランプ例えば放電ランプを製造することができる。この公知の方法においては、まずバルブ管の端面側に丸味の付けられた円頂部が設けられており、この円頂部において軸方向に突出する排気管取り付け部が形成されている。さらにまた、バルブ管は、不活性ガスを吹き込むことによってランプバルブの形に成形され、このランプバルブの開放した供給装置を通してフレームが挿入され、このフレームに少なくとも１つのフィラメント及び電源配線が形成されている。また排気管取り付け部は部分的に分離され、それによって発生した開放した管に、排気管が取り付けられるようになっている。フレームのための供給開口は、圧着によって気密に閉鎖され、排気管を介して、ランプバルブによって包囲された内室が排気され、この内室がハロゲンを含有する封入ガスで満たされるようになっている。最後の作業段階で、排気管が溶融されて閉じられ、それによってランプバルブが閉鎖され、２つの電源配線が圧着成形部から突き出されるようになっている。
【０００３】
同様の方法はアメリカ合衆国特許第４７５６７０１号明細書にも開示されている。この公知の方法においては、円頂部領域の輪郭形状が、前記ドイツ連邦共和国特許公開第１９６２３４９９号明細書に開示された従来技術のものと同様に、正確に構成されていない。
【０００４】
以上のような公知の解決策では、溶融された排気管によって円頂部の領域に常に軸方向の突起部（いわゆる先端チップ）が残存することになり、このような突起部が、正面を照明する場合に、影を形成することになり、また妨害となる構造の原因となっている。さらにまた、この公知の方法は比較的高価であるという欠点を有している。何故ならば、排気管をまず取り付け、次の作業段階で再び取り除き、残存する先端チップを閉鎖する必要があるからである。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第１９６２３４９９号明細書
【特許文献２】アメリカ合衆国特許第４７５６７０１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明の課題は、以上のような従来技術における欠点を取り除いた、冒頭に述べた形式の、特に一方側が圧着された白熱ランプを製造するための方法、この方法を実施するための装置、並びにこの方法に従って製造されたランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決した本発明の方法の手段によれば、ランプバルブの充填を、圧着成形を実施する前に供給開口を通して実施するようにした。
【０００７】
またこの課題を解決した本発明の装置の手段によれば、ランプバルブのためのホルダと、該ランプバルブ内に挿入された照明手段と、供給及び吸込み装置とが設けられており、該供給及び吸込み装置を介して、ランプバルブに設けられた、照明手段のための供給開口を通して不活性ガス及び／又は封入ガスが供給可能若しくは吸込み可能であって、ランプバルブの圧着領域を加熱するためのレーザーが設けられていて、さらに、前記供給開口の領域内で気密な圧着を形成するための圧着装置が設けられている。
【０００８】
また上記課題を解決した本発明のランプによれば、ランプバルブの、ピンとは反対側の円頂部がフラットに構成されている。
【０００９】
本発明の特に有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ランプバルブの充填は、従来技術におけるように、取り付けられた固有の排気管を介して行われるのではなく、既に存在している供給開口、つまりこの供給開口を通して照明手段がランプバルブ内に導入される供給開口を介して行われるようになっている。このような解決策によって、この供給開口とは反対側の、ランプバルブの円頂部は、先端チップなしで、滑らかに形成することができる。従って正面側の照明は、従来の解決策に対して著しく改善されている。ランプの製造は、冒頭に述べた方法と比較して同様に簡略化されている。何故ならば、排気管を形成し、かつ分離／溶接するための別個の作業段階を省くことができるからである。
【００１１】
供給開口の領域内の充填及び圧着成形を、気密に閉じられたスペース、有利には圧力容器内で実施すれば有利である。この圧力容器内に、ランプバルブのための、及び照明装置、圧着装置のためのホルダが配置されている。
【００１２】
充填は、圧力容器を封入ガスで満たす（flooding；フラッディング）ことによって、又は適当なガス充填装置を介して実施することができる。
【００１３】
本発明による方法は、ランプバルブの圧着しようとする領域を高エネルギー放射例えばレーザー光線によって加熱するようにすれば、さらに簡略化される。レーザーは、スペース／圧力容器の外側に配置することができ、この場合、レーザー光線は単数又は複数のレーザー窓を介して容器内部に侵入することができる。
【００１４】
製造しようとするランプに応じて、レーザー光線を両側から又は一方側から侵入するようにすれば有利である。この場合レーザー光線が少なくとも一方側から侵入する場合には、圧着領域の両側を加熱するために、ランプは回転せしめられ、これに対してレーザー光線が両側から侵入する場合には、直径方向で向き合って配置された面を同時に加熱することができる。
【００１５】
圧着シールの品質は、スキャナーによってレーザースポットを偏光させることによって、所定のビームプロフィールが得られ、このビームプロフィールによって、圧着領域を指向性に加熱することができる。このビームプロフィールは、ランプバルブ下縁部における放射損失を避けるために、例えば、供給開口つまりランプバルブ下縁部に向かって強度が次第に高くなるように調節される。ランプバルブがランプ圧着装置又はこれと類似のものを介して保持される場合、放射損失をランプ緊締装置を介して最少化するために、このランプ緊締装置に向かって放射強度を高めるようにすれば有利である。従って圧着領域の一貫したかつ均一な加熱が保証される。
【００１６】
ハロゲン白熱ランプにおいては、ランプ体は一般的な形式で石英ガラスより形成されており、ＳｉＯ２形成（つまりＳｉＯ２蒸気形成）を最少化するために、レーザー出力は照射時間に関連して減少される。加熱時に発生するＳｉＯ２蒸気若しくは石英蒸気は、有利な形式で、ランプ容器の加熱しようとする領域に向けられた吸込み管によって吸い取られる。
【００１７】
３００ワット〜２５００ワットのレーザー出力、及び２秒から２０秒の範囲内の照射時間で十分であることが分かった。
【００１８】
本発明による方法の重要な使用分野は、ランプバルブがリフレクタ形式で広げられ、反射層を備えている、いわゆる反射型ランプの製造分野である。何故ならば、リフレクタを閉じこめる円頂部の領域に、従来の方法に従って製造されたランプにおいて必然的に生じる先端チップが形成されていないからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を以下に、低電圧ハロゲン白熱ランプを用いて説明する。冒頭に述べたように、本発明による方法及び装置は、このような型式のランプだけに限定されるものではなく、これは単に例として挙げただけである。
【００２０】
図１〜図３には低電圧駆動又は給電網電圧のためのハロゲン白熱ランプの実施例が示されており、これはリビングルームに使用されるか、又は家具組込照明として使用される。
【００２１】
白熱ランプ１はランプバルブ２を有しており、このランプバルブ２は未加工状態（図２に破線で示されている）で中空円筒形の形状を有していて、球状に湾曲した円頂部４によって形成されている。この円頂部４は、従来のハロゲン白熱ランプとは異なり、図１に破線で示された先端チップを備えておらず、滑らかに形成されているので、前面側の放射が妨害されることはない。ランプバルブ２は石英ガラス又は硬質ガラスより製作されている。
【００２２】
図１及び図２の下側に示したランプバルブ２の端部区分には圧着シール８が形成されており、この圧着シール８を介してフレーム１０がランプバルブ２内に気密に保持されている。フレーム１０はフィラメント１２を有しており、該フィラメント１２の軸線はランプ軸線（図１の垂直方向）に対して同軸的に延びている。フィラメントワイヤによって２つの電源配線１４，１６が形成されており、これらの電源配線１４，１６は、圧着シール８内に配置されたモリブデン箔１８，２０に接続されている。これらのモリブデン箔１８，２０自体は、圧着シール８の外側に位置するピン２２，２４に接続されている。圧着は圧着成形ジョーを介して行われ、それによって図２に側面図で示したように円筒形のベース体がフラットに圧着されて、図３に示したような、外側に位置する狭幅側（幅の狭い側）２６，２８が台形状に広げられているプロフィールが得られる。
【００２３】
ハロゲンランプにおいては、ランプバルブ２の内室が封入ガスで満たされており、この封入ガスはハロゲンの一部（３０〜３０００ｐｐｍ）を有している。ランプが点灯されるとハロゲンサイクルが調節されることは従来公知であるので、それに関する説明は省く。
【００２４】
この白熱ランプ１は、封入ガスの排気及び充填が、一般的なように先端チップ６に設けられた排気管を介して行われるのではなく、圧着成形前の未加工状態（図２に破線で示した）で開放している、ランプバルブ２の供給開口３０を通して行われるようになっているので、チップ６を設ける必要がなく、従って湾曲した円頂部４を光学的に高品質で構成することができる、という特徴を有している。
【００２５】
図４には、ハロゲン式反射ランプとして構成された白熱ランプ１が示されている。このランプの基本構造部分は、前記実施例におけるのと同じである。つまりランプバルブ２内にフレーム１０が収容されており、この場合、ランプバルブ２の下端部区分は、圧着シール８を介して気密に閉鎖されている。前記実施例のものとは異なり、圧着シール８はネック部３２内に移行しており、次いでネック部３２はリフレクタ３４に向かって漏斗状に広がっており、このリフレクタ３４は同様に円頂部４によって閉じられているが、この円頂部は球状に構成されていて、前記図２に示した実施例の円頂部よりも大きく湾曲されている。リフレクタ３４の、漏斗状の周壁は、反射層として働くシルバーコーティング３６を備えている。
【００２６】
これらのランプ（図１〜図３；図４）は付加的に、特別な干渉フィルターコーティングを備えており、この干渉フィルターコーティングを介して熱がフィラメントに戻し反射せしめられるので、フィラメントを運転温度に維持するために外部から僅かなエネルギーを供給するだけで済む。この赤外線コーティング（ＩＲＣ）は高い発光効率を可能とし、ひいてはランプの駆動するためのエネルギーコストを節約することができる。このような形式のコーティングが施されている場合には、ランプバルブ２は楕円形横断面を有して構成される。
【００２７】
冒頭に述べたように、ランプバルブ２の圧着及びひいては下方に向かっての気密な閉鎖は、従来技術に従って圧着成形ジョー３５を用いてランプバルブ２の外側輪郭形状の成形後に行われる。前記圧着ジョー３５を介して、圧着シール８に続くランプバルブ２の領域も後から成形される。成形温度に加熱することは、従来技術におけるように一般的な型式でガスバーナによって行われ、このガスバーナを介して圧着シール８の領域が加熱される。
【００２８】
図５に示されているように、この装置は圧力室３８を有しており、この圧力室３８内にガスが封入されかつ圧着される、単数又は複数の白熱ランプ１が配置されている。この白熱ランプ１は、図６に詳細が示されている装置を介して保持される。
【００２９】
圧力室３８は、不活性ガスライン４０によって不活性ガスが充填されるか又は排気される。さらに、圧力室３８内に封入ガス管４２が侵入しており、この封入ガス管４２は、図２に示した供給開口３０内に侵入し、封入ガスライン４４に接続されている。
【００３０】
ガス管の代わりに、選択的に、圧力室全体を（一点鎖線で示されているように）封入ガスライン４４を介して満たす（flooding；フラッディング）若しくは洗い流す（flushing；フラッシング）ようにし、それによってガス管を省いてもよい。
【００３１】
圧着領域の加熱は、レーザー４６によって行われ、この場合、図示の実施例においては、１０．６μｍの波長を有するＣＯ２レーザーが使用される。勿論別の形式のレーザーを使用してもよい。
【００３２】
レーザー４６から放射されたレーザー光線は、プリズム４８と放物面鏡５０と旋回可能なスキャナーミラー５２とから成る適当な焦点合わせ光学系を介して、圧力室３８のレーザー窓５４を通ってランプバルブ２の圧着領域に向けられる。図５に示した実施例においては、レーザー光線は一方側で圧力室３８内に侵入し、それによってそれぞれランプバルブ２の一方側だけが加熱される。このような形式の焦点合わせ光学系は、白熱ランプ１が圧力室３８内に回転可能に受容されていることを前提としているので、圧着領域は両側が一様に加熱可能である。レーザー光線がプリズム４８を介して２つの部分光線に分割され、次いでこれら２つの左側及び右側の部分光線が圧力室１内に侵入し、つまり図５に示したレーザービーム路が上下軸線（垂直軸線）を中心にして反射されるようになっていれば、この白熱ランプ１の回転可能な支承部は省くことができる。またこの実施例において、白熱ランプ１を加熱中に回転させるようにしても有利である。
【００３３】
スキャナーミラー５２の駆動は、レーザースポットが所定の領域ａにかかるように制御され、この場合、スキャナーの駆動を制御することによって、所定のレーザービームプロフィールが調節可能であり、この所定のレーザービームプロフィールを介して加熱が距離に基づいて制御される。これは図６を用いて説明されている。
【００３４】
図６には、緊締された状態の白熱ランプ１が示されており、この場合、レーザー光線が照射される領域は破線で示されている。
【００３５】
成形されていないランプバルブ２（図２参照）は、バルブロッド５４によって保持されており、このバルブロッド５４は、上下軸線を中心にして回転可能である。供給開口３０を通ってランプバルブ２内に導入されたフレーム１０は、同様に回転可能に支承されたフレームホルダ５８によって、ランプバルブ２に対する前もって規定された相対位置で保持される。ガス管４２がフレームホルダを通って延在しており、このガス管４２を通って封入ガスがランプバルブ２の内部に圧入されるようになっている。
【００３６】
方法形式（封入ガスの供給を、ガス管４２を介して行うか、又は圧力室３８を満たす若しくは洗い流すことによって行う）に応じて、封入ガスは、ランプ体積に応じて１９０ｍｂａｒ〜３００ｍｂａｒの間にある、軽い超過圧力に調節される。
【００３７】
ランプバルブに封入ガスを充填した後で又は充填中に、レーザー４６が制御され、バルブロッド５６とフレームホルダ５８とが、１８０〜６００回転／分の回転数で同期的に回転せしめられる。この場合、スキャナーミラー駆動装置は制御され、レーザービームプロフィールが図６の右側に示したように調節される。つまり、レーザービーム損失をバルブ下縁部を介して補償するために、バルブロッド５６の領域内における強度プロフィール（Intensitaetsprofile）がやや高められている。強度プロフィールは、下縁部に向かって、つまり供給開口３０に向かって次第に高くなっており、それによって、圧着しようとする区分を非常に均一に加熱することができる。この場合、放射時間及びレーザー出力は、ＳｉＯ２現像（つまりＳｉＯ２の蒸発若しくは石英蒸気の形成）が最少化されるように、調節される。実験によれば、レーザー出力が３００〜２５００ワットである場合、放射時間は２〜２０秒の範囲内であってよい。
【００３８】
ＳｉＯ２現像をさらに最少化するために、レーザー出力は放射時間中に段階的に減少せしめられる。原則として、ＳｉＯ２形成は、レーザー出力が低下すると同時に放射時間がやや長くなるにつれて小さくなる。
【００３９】
石英領域の加熱後に、圧着成形ジョー６０，６２（図６で一点鎖線で示されている）が近づけられて、図１〜図３に示された押し潰し成形部若しくは圧着成形部（Quetschung）又はその他の幾何学形状が形成される。
【００４０】
加熱中に発生するＳｉＯ２蒸気を取り除くために、圧力室３８内に、吸込み管を備えた吸込み部を設けてもよい。吸込み管は、加熱中に発生する石英蒸気を吸い込むために、圧着成形部に向けられる。
【００４１】
ランプを製造するための方法及び装置、並びにこの方法に従って製造されたランプが開示されており、このランプにおいては、一方側が閉じられたランプバルブの充填が照明手段のための供給開口を通って行われるようになっている。これによってランプバルブの円頂部は、先端チップを設けることなしに滑らかに形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による方法に従って製造されたハロゲン白熱ランプの正面図である。
【図２】図１に示したハロゲン白熱ランプの側面図である。
【図３】図１に示したハロゲン白熱ランプを下から見た図である。
【図４】本発明による方法に従って製造されたハロゲン反射形ランプの側面図である。
【図５】以上の方法を実施するための本発明による装置の概略図である。
【図６】図５に示した装置のランプホルダの概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  白熱ランプ、  ２  ランプバルブ、  ４  円頂部、  ６  先端チップ、  ８  圧着シール、  １０  フレーム、  １２  フィラメント、  １４，１６  電源配線、  ２２，２４  ピン、  ２６，２８  狭幅側、  ３０  供給開口、  ３２  ネック部、  ３４  リフレクタ、  ３５  圧着成形ジョー、  ３６  シルバーコーティング、  ３８  圧力室、  ４０  不活性ガスライン、  ４２  ガス管、  ４４  充填ガスライン、  ４６  レーザー  ４８  プリズム、  ５０  放物面鏡、  ５２  スキャンーミラー、  ５４  レーザー窓、  ５６  バルブロッド、  ５８  フレームホルダ、  ６０，６２  圧着成形ジョー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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